Дружба Ньютона с котом Шредингера
Нобелевская премия 2013 по химии присуждена за компьютерные модели сложных химических систем
Нобелевская премия 2013 по химии присуждена «за развитие моделей комплексных химических систем» австрийцу Мартину Карплюсу, израильтянину Ари Уоршелу и британцу Майклу Левитту. Россиянин Валерий Фокин, считавшийся одним из кандидатов на «Нобеля» в этом году, назвал решение шведских академиков справедливым.
Нобелевская премия по химии 2013 года присуждена Мартину Карплюсу, Майклу Левитту и Ари Уоршелу «за развитие моделей комплексных химических систем». Карплюс родился в Вене, а сейчас работает в Университете Страсбурга (Франция) и Гарвардском университете (США). Левитт — уроженец Великобритании, сотрудник медицинской школы Стэнфордского университета, а Уоршел родился в Израиле и работает сейчас в Университете Южной Калифорнии.
 Мартин Карплюс, Майкл Левитт и Ари Уоршел
«Когда-то химики использовали для моделирования молекул шарики вместо атомов и палочки вместо химических связей. Сейчас химическое моделирование проводится на компьютерах — как на обычных рабочих станциях, так и на гигантских суперкомпьютерах с тысячами процессоров, — говорится в сообщении Нобелевского комитета. — Современные методы позволяют моделировать не только простые химические реакции, в которых участвуют так называемые малые молекулы, состоящие из небольшого числа атомов, но и реакции биологических молекул — белков, углеводов, ДНК и РНК, которые протекают в живых организмах. Сегодняшние лауреаты еще в 70-х годах прошлого века стояли у истоков создания программ, которые используются для понимания и предсказания течения химических реакций. Сегодня без компьютерного моделирования не обходится ни одно серьезное исследование или открытие, компьютерные модели живых систем играют важнейшую роль в исследованиях на стыке химии и биологии.
Методы, разработанные Карплюсом, Левиттом и Уоршелом, позволяют с точностью до миллисекунды описать широкий ряд химических процессов, от каталитической очистки выхлопных газов до фотосинтеза в зеленых растениях».
«Для моделировния химических реакций нужно использовать два совершенно различных аспекта физики и химии — квантовую физику и классическую физику, — отметил представитель Нобелевского комитета на пресс-конференции. — Квантовая физика позволяет рассматривать нам химическую реакцию в больших подробностях: этот метод требует больших компьютерных систем, это чрезвычайно сложно. Ньютоновская физика — довольно простая. Очень сложно совместить эти модели и сделать так, чтобы они пожали друг другу руки. Вклад трех лауреатов заключается в том, что они обеспечили это тайное рукопожатие и создали физико-химическую теорию как единое целое».
 Нобелевские лауреаты «подружили» классическую механику (Ньютон) и квантовую физику (кот Шредингера)
При этом представитель комитета продемонстрировал наглядную картинку, на которой были изображены Ньютон и шредингеровский кот.
Одним из направлений, по которому эксперты агентства Thomson Reuters ожидали вручения премии в 2013 году, была клик-химия — группа синтетических подходов, позволяющая синтезировать вещества почти так же совершенно, как это происходит в живой природе: без побочных продуктов и с высокой чистотой. Применять эти подходы можно буквально везде — как в работах по биохимии, так и в материаловедении. В числе возможных лауреатов эксперты здесь называли россиянина Валерия Фокина из Исследовательского института Скриппса в Ла-Хойе (Калифорния) — сейчас он сотрудник МФТИ, организовал в Долгопрудном лабораторию по мегагранту. Вместе с Фокиным премию прочили его коллегам по Скриппсу М.Г. Финну (именно так — М.Г. — так профессора называют и его коллеги) и Барри Шарплесу. Для Шарплеса эта «Нобелевка» могла стать второй: в 2001 году вместе с Рёдзи Ноёри и Уильямом Ноулзом он получил премию «за исследования, используемые в фармацевтической промышленности, — создание хиральных катализаторов окислительно-восстановительных реакций».
В эфире телеканала «Россия 24» Валерий Фокин прокомментировал решение Нобелевского комитета. «Я знаком с Левиттом и Уоршелом. Последний был профессором в университете, где я писал и защищал диссертацию. Вместе с Левиттом мы консультировали одну коммерческую компанию, расположенную, кстати, в Москве. Речь идет о компьютерных моделях сложных систем. Это тот важный компромисс, который был найден в расчетах. Это результат не последних нескольких лет, а последних лет тридцати пяти — сорока. Первые модели сложных систем — белков, протеинов — стали строиться еще в 70-е годы», — сказал российский ученый.
На вопрос, удовлетворен ли он решением Нобелевского комитета, Фокин ответил, что комитет всегда принимает справедливые решения: «Работы нынешних лауреатов внесли огромный вклад в развитие химии».
Помимо клик-химии эксперты Thomson Reuters называли еще две тематики-фаворита, причем среди них оказались как классические химические работы, так и наиболее «нобелеемкие» в последнее время труды на стыке с биологией (в последние годы «Нобелевку» давали и за структурные исследования рибосом, и за изучение биологии рецепторов ). В лауреаты прочили Брюса Эймса из Калифорнийского университета в Беркли — создателя генетического теста для оценки мутагенного потенциала химических соединений, названного его именем. Методика была предложена Эймсом и его группой еще в 1970-х годах и затем усовершенствована. Основополагающая работа ученого по этой теме на сегодня процитирована более 5200 раз. Тест проводится на бактериях Salmonella typhimurium и не лишен недостатков: бактерии — прокариоты (их клетки не имеют ядра) и не являются идеальной моделью для экстраполяции на человека. Вместе с тем тест активно используется именно как экспрессный метод оценки канцерогенного потенциала различных химических соединений, результаты которого затем дополняются дальнейшими токсикологическими исследованиями.
Еще одна тематика-претендент — нанотехнологии ДНК. Одним из главных кандидатов в этой области был Пол Аливисатос, профессор греческого происхождения из Беркли, один из пионеров нанотехнологий вообще и манипулирования с ДНК на наноуровне в частности. Чад Миркин из Северо-Западного университета (Иллинойс) сумел собрать наночастицы золота в трехмерные структуры, использовав для этого программу, записанную в цепочках ДНК. Подобные тонкие манипуляции с геномом позволяют «переписывать» ДНК, удаляя ошибочные участки, приводящие в итоге к развитию злокачественных опухолей. Надриан Зееман из Университета Нью-Йорка первым создал самовоспроизводящийся материал — сложную искусственную структуру из фрагментов ДНК. Зееман за свои работы по «хирургическим манипуляциям» с ДНК уже получил в 2010 году престижную научную премию Кавли, которую часто называют предвестником «Нобеля».
Таким образом, из научных премий эксперты Thomson Reuters угадали лишь одну номинацию: в соответствии с их предсказаниями премию по физике накануне получили Питер Хиггс и Франсуа Энглер.
Единственным отечественным лауреатом Нобелевской премии по химии стал в 1956 году Николай Николаевич Семенов (1896—1986) «за исследования механизма химических реакций». Премию в размере 200 123 шведские кроны (около €210 тыс. в современном эквиваленте) Семенов поровну разделил тогда с британцем Сирилом Норманом Хиншельвудом.
Источник: gazeta.ru.
Рейтинг публикации:
|
Исаак Ньютон и кот Шредингера
